基礎(chǔ)信息

FPGA芯片：xc7v690tffg1761-2L

vivado版本：vivado2018.3

測試板卡：優(yōu)數(shù)科技 PCIe-404、som-404 信號處理模塊

基本架構(gòu)

說明

TCP/IP協(xié)議棧: 核心的TCP/IP代碼，支持ICMP,UDP,TCP,ARP等以太網(wǎng)報文處理。

Tri_mode_eth:xilinx的千兆網(wǎng)IP_CORE，當(dāng)前使用RGMII與以太網(wǎng)芯片交互。

Mdio_cfg:解決誤碼問題，在本模塊進行RXDLY的微調(diào)設(shè)置，需要根據(jù)不同的板卡確定調(diào)整值。

實際測試

基礎(chǔ)配置

FPGA_IP地址:192.168.1.30

FPGA_MAC地址：0x1234_5678_9abb

上位機IP地址：192.168.1.26

交互情況

上板測試后，發(fā)現(xiàn)FPGA與電腦之間存在報文交互，交互正常。

如下圖，arp報文和TCP報文可以正常發(fā)送至上位機。

PING異常

在電腦端ping 192.168.1.30地址，發(fā)現(xiàn)ping不通，但wireshark抓包發(fā)現(xiàn)FPGA與電腦可正常收發(fā)包。

如下圖所示，用wireshark抓取ping報文，發(fā)現(xiàn)FPGA對ping是有回復(fù)的，但是回復(fù)的報文在異常，check_sum錯誤，回復(fù)數(shù)據(jù)也存在異常。本應(yīng)該6768696a的數(shù)據(jù)，變?yōu)?76a696a，分析是存在1位的錯誤。

在抓取了FPGA內(nèi)部收到的ping報文后，發(fā)現(xiàn)從PHY芯片進入FPGA的報文就已經(jīng)錯了，因此懷疑硬件PCB走線問題。更換PCB板卡后，測試正常。在查閱pg051和以太網(wǎng)PHY芯片的數(shù)據(jù)手冊后，決定嘗試通過微調(diào)RXDLY的值解決問題。誤碼如何解決詳情見MDIO配置RXDLY延遲章節(jié)。

通過修改RXDLY后，再次進行ping報文的操作，發(fā)現(xiàn)此時是可以ping通的。

通過wireshark抓包，可以看到此時reply的數(shù)據(jù)是正常的。

性能及資源

在解決了誤碼情況后進行性能測試。

性能

UDP性能測試

千兆網(wǎng)，UDP測試性能在970Mbp左右。

TCP性能測試

TCP的4個port測試，性能在960Mbps左右

MDIO配置RXDLY延遲

目標(biāo)是通過MDIO調(diào)節(jié)Rx_delay_sel的值解決誤碼問題，如下圖所示，Rx_delay_sel位于EXE_0xA003寄存器的【13：10】bit.每步長為150ps.

查閱YT8531SH數(shù)據(jù)手冊發(fā)現(xiàn)，通過配置0x1E寄存器和0x1F寄存器來實現(xiàn)對擴展寄存器的訪問。

Pg051使用勘誤

PHY地址的確定，xilnx手冊中描述phy地址不能為0.但是實測發(fā)現(xiàn)當(dāng)前只有1個phy時，僅當(dāng)phy地址為0才能讀取到正確的數(shù)據(jù)，其他的phy地址時，讀取到的數(shù)據(jù)全部為0xffff。

YT8531SH使用勘誤

1.如下圖，使用是需要配置0x1E寄存器配置為0xA003,圖中顯示僅【7：0】bit是可寫的，【15：8】bit是僅讀的，但實際測試發(fā)現(xiàn)，整個0x1E寄存器的16bit都是可讀可寫的，否則無法將0xA003寫入。

MDIO

寄存器說明

Xilinx通過axi_lite接口配置MDIO需要關(guān)注以下寄存器。

MDIO讀取測試

進行初步的測試，觀察當(dāng)前使用讀取phy芯片的0x0寄存器，回讀的數(shù)據(jù)，為0x1140,與YT8531SH數(shù)據(jù)手冊之中phy芯片的0x0寄存器默認(rèn)值能對應(yīng)的。

寄存器控制流程

開啟MDIO傳輸

操作phy芯片的寄存器時必須先開啟MDIO傳輸。

寫0x1E寄存器

給0x1E寄存器寫入0xA003表示我們要操作的擴展寄存器是EXT_A003.

寫0x1F寄存器

0x1E寄存器指代要操作的擴展寄存器，0x1F指代給給0x1E指定的擴展寄存器寫的值。

給0x1F寄存器寫入0x10F1表示,我們要給EXT_A003寄存器寫0x10F1.

通過以上開啟MDIO傳輸，寫0x1E和寫0x1F寄存器，就可以修改RX_DELAY_SEL的值了。

讀寄存器流程

寫寄存器和讀寄存器都要先開啟MDIO的控制傳輸，此處不再贅敘。

以讀0x1E地址的數(shù)據(jù)為例，說明下讀寄存器的命令。

先發(fā)送axi寫數(shù)據(jù)，給0x504寄存器寫入0x001E_8800,表明要讀取0x1E地址的數(shù)據(jù)。而后通過讀取0x50C寄存器獲取數(shù)據(jù)。

參考文檔

PG051-tri-mode-eth-mac-en-us-9.0

以太網(wǎng)收發(fā)器_YT8531SH